DCS智能控制系統(tǒng)在礦山生產(chǎn)中的運(yùn)用

隨著無(wú)線衛(wèi)星通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，采礦設(shè)備向大型化發(fā)展，采礦設(shè)備在開(kāi)發(fā)應(yīng)用方面逐步開(kāi)始自動(dòng)化進(jìn)程。DCS控制系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)最有控制，裝置克服了常規(guī)儀表功能單一的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了集中管理操作與顯示與危險(xiǎn)性的分散。

1  中央控制室布置

中央控制室由光纖以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)連接，通過(guò)CRT集中監(jiān)視管理掌握生產(chǎn)工藝的趨勢(shì)，根據(jù)生產(chǎn)流程在中控室設(shè)DCS主站，遠(yuǎn)程控制站通過(guò)Profilbus光纖網(wǎng)聯(lián)接，系統(tǒng)主機(jī)設(shè)備，操作占設(shè)置在中央控制室，根據(jù)管理要求設(shè)操作站與現(xiàn)場(chǎng)控制站。

Web Field JX-300XP控制系統(tǒng)是經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)推出的中小型過(guò)程控制系統(tǒng)，更加適應(yīng)化工，電力，建材等流程工業(yè)企業(yè)對(duì)中小規(guī)模過(guò)程控制的要求。JX-300XP系統(tǒng)繼承了JX-300X系統(tǒng)繼承與靈活配置的特點(diǎn)，吸收了最新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，充分應(yīng)用最新信號(hào)處理技術(shù)，采用高性能的微處理器，全面提高了系統(tǒng)性能。

JX-300XP系統(tǒng)是一套全數(shù)字化，功能完善的開(kāi)放式集散控制系統(tǒng)，具備卓越的開(kāi)放性，能實(shí)現(xiàn)與各種異構(gòu)系統(tǒng)的綜合集成。集散系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)分為下位與上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)，系統(tǒng)過(guò)程控制軟件包括過(guò)程數(shù)據(jù)輸入輸出，連續(xù)控制調(diào)節(jié)，歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，報(bào)警信息管理，參數(shù)列表顯示，實(shí)施數(shù)據(jù)處理功能。順序控制是在過(guò)程控制層的現(xiàn)場(chǎng)控制站實(shí)現(xiàn)的，報(bào)警記錄打印等通過(guò)組態(tài)軟件完成。

各主控站可帶遠(yuǎn)程控制站，模擬量16點(diǎn)左右，破碎生產(chǎn)線可根據(jù)工藝情況在上位機(jī)用梯形圖編制邏輯控制程序。

現(xiàn)場(chǎng)控制完成順序邏輯控制與設(shè)備間的連鎖，破碎生產(chǎn)線的邏輯控制包括組啟動(dòng)，緊急停車(chē)，設(shè)備間的聯(lián)鎖等你。操作人員通過(guò)CRT完成邏輯的監(jiān)控操作，生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)的顯示，報(bào)警等控制。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)完成各操作人員工作站，控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)雙向數(shù)據(jù)通訊等。

2  DCS智能控制系統(tǒng)用于礦山生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)

DCS智能控制系統(tǒng)技術(shù)可通過(guò)對(duì)人類(lèi)思維活動(dòng)的模擬，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的智能化控制，DCS智能控制系統(tǒng)技術(shù)是集中了計(jì)算機(jī)技術(shù)，仿生控制系統(tǒng)理論等多門(mén)學(xué)科知識(shí)的復(fù)雜系統(tǒng)，可代替人工完成礦井生產(chǎn)系統(tǒng)智能化控制。

目前計(jì)算機(jī)科研水平不斷復(fù)雜化，為有效解決礦井生產(chǎn)勞動(dòng)密集型行業(yè)的劣勢(shì)，引進(jìn)DCS智能控制系統(tǒng)，提升礦井生產(chǎn)領(lǐng)域的勞動(dòng)生產(chǎn)效率，將DCS智能控制系統(tǒng)應(yīng)用于礦井生產(chǎn)領(lǐng)域成為未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，通過(guò)DCS智能控制系統(tǒng)技術(shù)模擬人腦思維，提升礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的智能化水平。

傳統(tǒng)的礦井生產(chǎn)控制器設(shè)置中，需了解控制系統(tǒng)實(shí)際情況，進(jìn)行控制模型的設(shè)計(jì)。隨著礦井生產(chǎn)系統(tǒng)變化會(huì)出現(xiàn)一些不確定性因素，影響礦井生產(chǎn)控制系統(tǒng)功能的發(fā)揮。進(jìn)行傳統(tǒng)的礦井生產(chǎn)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)十分復(fù)雜，將DCS智能控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用于礦井生產(chǎn)控制中，將自動(dòng)化控制參數(shù)擬合成相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，有效降低了礦井生產(chǎn)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度。

DCS智能控制系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，相比傳統(tǒng)礦井生產(chǎn)控制系統(tǒng)，易于操作，可對(duì)礦井生產(chǎn)系統(tǒng)中的各種參數(shù)進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，對(duì)新型數(shù)據(jù)信息處理能力更優(yōu)越。傳統(tǒng)礦井生產(chǎn)系統(tǒng)根據(jù)礦井生產(chǎn)設(shè)備確定，應(yīng)用DCS智能控制系統(tǒng)技術(shù)的礦井生產(chǎn)系統(tǒng)有著良好的控制效果。

3  開(kāi)關(guān)量控制原理

礦產(chǎn)設(shè)備控制主要是控制現(xiàn)場(chǎng)用電設(shè)備的順序啟停，主機(jī)設(shè)備自身的連鎖，現(xiàn)場(chǎng)控制箱轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA打到中控位置，觸點(diǎn)13,15吸合，現(xiàn)場(chǎng)發(fā)送DI信號(hào)表示已經(jīng)上電，如由DCS系統(tǒng)發(fā)出DO，觸點(diǎn)7、13吸合，使得主接觸器KM吸合，主接觸器輔助觸點(diǎn)吸合，表示用電設(shè)備已經(jīng)在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行。

DCS系統(tǒng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制有集中優(yōu)先與機(jī)旁?xún)?yōu)先兩種模式。DCS系統(tǒng)控制每臺(tái)設(shè)備在機(jī)房有按鈕盒，帶有統(tǒng)一鑰匙的控制方式選擇開(kāi)關(guān)，選擇開(kāi)關(guān)有集中，斷開(kāi)與機(jī)旁三種方式，操作員根據(jù)工藝流程設(shè)備狀態(tài)，對(duì)電動(dòng)機(jī)組進(jìn)行開(kāi)?？刂?。運(yùn)行故障等狀態(tài)可在控制室工作站CRT顯示，機(jī)旁控制方式可滿(mǎn)足單機(jī)試車(chē)的要求，斷開(kāi)方式保證設(shè)備檢修人員的人身安全，按鈕盒統(tǒng)一配有急停開(kāi)關(guān)，旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)在機(jī)旁控制狀態(tài)下，緊急停車(chē)按鈕能使設(shè)備停車(chē)。

4  工藝流程簡(jiǎn)介

礦山下來(lái)的石灰石被卸入石灰石破碎機(jī)前料倉(cāng)，震動(dòng)為料機(jī)將碎料通過(guò)棒條風(fēng)機(jī)經(jīng)皮帶與篩分，將小于6mm的廢棄料經(jīng)提升機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)排出，大塊石灰石喂入鄂式破碎機(jī)，通過(guò)2號(hào)皮帶機(jī)送至中轉(zhuǎn)站，系統(tǒng)間設(shè)備有連鎖關(guān)系。

石灰石半成品經(jīng)5號(hào)皮帶進(jìn)入綜合篩分樓2665雙層篩，下層篩孔為40mm，大于70mm的物料進(jìn)行二次破碎，破碎后經(jīng)返回料皮帶運(yùn)送至5號(hào)皮帶，40-70mm的石灰石成品經(jīng)中轉(zhuǎn)皮帶進(jìn)入成品倉(cāng)，上層篩孔為25mm，上層25-40mm物料經(jīng)中轉(zhuǎn)皮帶進(jìn)入成品倉(cāng)，18mm以下物，運(yùn)送到Y(jié)AH1536型圓震動(dòng)篩選，篩分后產(chǎn)品粒度分為6-18mm石灰石與>6mm石灰石兩種。

此控制系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，數(shù)據(jù)傳輸。通過(guò)對(duì)重點(diǎn)設(shè)備的電流反饋監(jiān)視，能及時(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行情況，提高了對(duì)設(shè)備故障的預(yù)判水平。通過(guò)連鎖設(shè)計(jì)，提高了設(shè)備故障應(yīng)急能力，提高了安全系數(shù)。

5  ＤＣＳ智能控制系統(tǒng)在礦山生產(chǎn)中的應(yīng)用

5.1  DCS智能控制系統(tǒng)用于礦山生產(chǎn)的途徑

DCS智能控制系統(tǒng)技術(shù)用于礦井生產(chǎn)控制中，可充分結(jié)合先進(jìn)的理論技術(shù)，傳統(tǒng)礦井生產(chǎn)控制中，主要采用結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，往往會(huì)出現(xiàn)一些難以解決的故障問(wèn)題。DCS智能控制系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，通過(guò)對(duì)先進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)科學(xué)一個(gè)用，提升了礦井生產(chǎn)的控制效率。

DCS智能控制系統(tǒng)技術(shù)重要應(yīng)用遺傳算法技術(shù)，通過(guò)應(yīng)用遺傳算法優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對(duì)象，保證礦井生產(chǎn)控制系統(tǒng)具備更好的全局控制能力，對(duì)礦井生產(chǎn)控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)提升系統(tǒng)應(yīng)用水平。

礦井生產(chǎn)設(shè)備出現(xiàn)故障問(wèn)題具有非線性特點(diǎn)，為解決生產(chǎn)設(shè)備故障問(wèn)題帶來(lái)了很多困難，通過(guò)在礦井控制系統(tǒng)中引進(jìn)DCS智能控制系統(tǒng)技術(shù)，有效提升系統(tǒng)的檢索效率。

通過(guò)對(duì)DCS智能控制系統(tǒng)技術(shù)的專(zhuān)家系統(tǒng)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，有效的確定礦井生產(chǎn)設(shè)備出現(xiàn)的故障區(qū)域。提升設(shè)備的故障診斷效率。

礦井生產(chǎn)控制中引進(jìn)DCS智能控制系統(tǒng)技術(shù)成為未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，礦井生產(chǎn)控制中引進(jìn)DCS智能控制系統(tǒng)技術(shù)集中于模糊算法，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的引進(jìn)方面，DCS智能控制系統(tǒng)技術(shù)的主要應(yīng)用層面集中于對(duì)礦井生產(chǎn)設(shè)備中的數(shù)據(jù)參數(shù)分析，對(duì)控制系統(tǒng)的有效管理，對(duì)礦井生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)管，對(duì)礦井生產(chǎn)系統(tǒng)故障進(jìn)行及時(shí)記錄分析。

5.2  尾礦充填ＤＣＳ系統(tǒng)創(chuàng)建

根據(jù)選礦廠的特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)滿(mǎn)足要求的DCS控制系統(tǒng)，在主廠房主控室實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程的模擬顯示，報(bào)警顯示，報(bào)表分析等功能。采用STEP7標(biāo)準(zhǔn)軟件包作為編程軟件，符合面向圖形的操作原子能，為適應(yīng)不同的應(yīng)用對(duì)象可選擇不同的版本。

根據(jù)流程特點(diǎn)充填站設(shè)置控制室，用于對(duì)充填站進(jìn)行集中控制與數(shù)據(jù)歸檔?？刂葡到y(tǒng)采用遠(yuǎn)程IO，設(shè)置獨(dú)立的S7-300控制站，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理與回路控制等功能。DCS控制系統(tǒng)采用兩層網(wǎng)絡(luò)，控制站與遠(yuǎn)程IO站間采用Profilbus-DP總線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，控制系統(tǒng)提供以太網(wǎng)總線通訊接口，監(jiān)控層采用以太網(wǎng)，監(jiān)控計(jì)算機(jī)間采用以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。控制室可實(shí)現(xiàn)流程數(shù)據(jù)控制，畫(huà)面瀏覽，報(bào)警記錄等功能。

自動(dòng)控制系統(tǒng)具備遠(yuǎn)程自動(dòng)控制方式，就地控制方式，根據(jù)系統(tǒng)工藝要求提供運(yùn)行時(shí)必要的聯(lián)鎖。遠(yuǎn)程智能控制模式由上機(jī)位完成，可通過(guò)上機(jī)位畫(huà)面自動(dòng)方式啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)預(yù)選生產(chǎn)線。

通過(guò)對(duì)上機(jī)位上設(shè)備畫(huà)面的點(diǎn)擊操作，選擇設(shè)備組成作業(yè)流程，根據(jù)工藝要求實(shí)現(xiàn)礦廠生產(chǎn)處理智能控制，選擇處于智能控制方式下的設(shè)備構(gòu)成流程組合后，將按工藝流程逆料流方向，逐段啟動(dòng)設(shè)備，啟動(dòng)間隔延時(shí)可根據(jù)實(shí)際需求設(shè)定。停止順序?yàn)轫樍髁戏较?，逐段停止各設(shè)備，停車(chē)間隔延時(shí)可根據(jù)實(shí)際需求設(shè)定。

遠(yuǎn)程手動(dòng)控制模式由上機(jī)位完成，在遠(yuǎn)程手動(dòng)控制方式下，直接點(diǎn)擊畫(huà)面設(shè)備，在單個(gè)設(shè)備啟停對(duì)話框直接進(jìn)行設(shè)備的控制。

6  結(jié)語(yǔ)

集散控制系統(tǒng)儀器高可靠性，分散控制，合理的價(jià)格成為工業(yè)控制的新趨勢(shì)，各項(xiàng)指標(biāo)均滿(mǎn)足技術(shù)要求，系統(tǒng)全漢化從中截面，形象直觀，保證了現(xiàn)場(chǎng)操作的安全可靠性。實(shí)現(xiàn)了較為先進(jìn)的過(guò)程控制。系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，能極大的減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，采用DCS控制系統(tǒng)能為礦山企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

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